特許 7308781 芯金及び芯金の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-06

(45)【発行日】2023-07-14

(54)【発明の名称】芯金及び芯金の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/04 20060101AFI20230707BHJP

【ＦＩ】

B62D1/04

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020035941

(22)【出願日】2020-03-03

(65)【公開番号】P2021138221

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-12-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000005463

【氏名又は名称】日野自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100211052

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 大輔

(72)【発明者】

【氏名】宮嵜 大

(72)【発明者】

【氏名】國分 綾一

(72)【発明者】

【氏名】折笠 公徳

(72)【発明者】

【氏名】中村 真太郎

(72)【発明者】

【氏名】中澤 章

(72)【発明者】

【氏名】加藤 由智

【審査官】飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－０７５９５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－１９１４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－００２６７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６０－０７５１６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０１－０５１５６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０１－００２６７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－１０６０８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ １／００－１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングホイール用の芯金であって、
円弧状に延在する第１の部材と、
円弧状に延在し、中空構造を有する筒状の第２の部材と、
を備え、
前記第２の部材の両端部には略扁平状に潰された圧潰部が形成され、前記第２の部材の両端部に形成された前記圧潰部が前記第１の部材の両端部にそれぞれ溶接されている、芯金。

【請求項2】

前記第１の部材が中実構造を有する、請求項１に記載の芯金。

【請求項3】

前記圧潰部が、該圧潰部の他の部分よりも肉厚が厚い肉厚部を有する、請求項１又は２に記載の芯金。

【請求項4】

鋳物であるスポーク部を更に備え、
前記スポーク部が前記第１の部材及び前記第２の部材に接続されている、請求項１～３の何れか一項に記載の芯金。

【請求項5】

ステアリングホイール用の芯金の製造方法であって、
円弧状に延在し、中空構造を有する筒状の第２の部材の両端部を略扁平状に押し潰して圧潰部を形成する工程と、
円弧状に延在する第１の部材の両端部に対して、前記第２の部材の両端部に形成された前記圧潰部をそれぞれ溶接する工程と、
を含む、芯金の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ステアリングホイール用の芯金及び芯金の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両に搭載されるステアリングホイール用の芯金として下記特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、円環状のリング部と、ボス部と、リング部とボス部とを連結するスポーク部とを有する芯金が記載されている。このリング部は、弧状の中空材と中実材とを有しており、中実材の両端部は、中空材に対して挿入された状態で中空材に対して溶接されている。ボス部及びスポークは、ダイカスト鋳造によって形成され、リング部に連結されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開平０６－７５９５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の芯金は、ダイカスト鋳造型にリング部をセットした状態で連結部を有するスポーク部を鋳造することにより製造される。このスポーク部の鋳造時には、中空材と中実材との間に形成された隙間から中空材の内部に溶融金属が入り込み、スポーク部の形状に欠陥が生じることがある。

【0005】

したがって、鋳造欠陥が生じにくい芯金が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様では、ステアリングホイール用の芯金が提供される。この芯金は、円弧状に延在する第１の部材と、円弧状に延在し、中空構造を有する筒状の第２の部材と、を備え、第２の部材の両端部には略扁平状に潰された圧潰部が形成され、第２の部材の両端部に形成された圧潰部が第１の部材の両端部にそれぞれ溶接されている。なお、一実施形態では、第１の部材が中実構造を有していてもよい。

【0007】

第２の部材の両端部に形成された圧潰部は、略扁平状に潰されているので、第２の部材の両端部が閉塞され、第２の部材内の空洞に溶融金属が入り込みにくくなる。したがって、この芯金によれば、鋳造欠陥を生じにくくすることができる。

【0008】

一実施形態では、圧潰部が、該圧潰部の他の部分よりも肉厚が厚い肉厚部を有していてもよい。圧潰部の肉厚を部分的に厚くすることにより、略扁平状の圧潰部の幅を肉厚部の分だけ小さくすることができる。これにより、圧潰部の幅が過剰に大きくなって芯金の外形に影響を与えることを抑制することができる。

【0009】

一実施形態では、鋳物であるスポーク部を更に備え、スポーク部が第１の部材及び第２の部材に接続されていてもよい。この実施形態では、スポーク部を鋳造する際に、第２の部材内に溶融金属が入り込むことを防止することができる。

【0010】

一態様では、ステアリングホイール用の芯金の製造方法が提供される。この製造方法は、円弧状に延在し、中空構造を有する筒状の第２の部材の両端部を略扁平状に押し潰して圧潰部を形成する工程と、円弧状に延在する第１の部材の両端部に対して、第２の部材の両端部に形成された圧潰部をそれぞれ溶接する工程と、を含む。

【0011】

この芯金の製造方法によれば、上述のように鋳造欠陥を生じにくくすることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様及び種々の実施形態の芯金によれば、鋳造時にその内部に溶融金属が入り込むことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】ステアリングホイールを示す図である。

【図2】一実施形態の芯金のリム部を示す図である。

【図3】第１の部材と第２の部材との連結部を拡大して示す断面図である。

【図4】（ａ）は図３のＡ－Ａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は図３のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【図5】圧潰部の別の例を示す断面図である。

【図6】圧潰部の更に別の例を示す断面図である。

【図7】第１の部材と第２の部材との連結部を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して種々の実施形態に係るステアリングホイール用の芯金について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととし、同一又は相当の部分に対する重複した説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

【0015】

図１は、一実施形態の芯金を有するステアリングホイール１を示す図である。ステアリングホイール１は、車両の操舵に用いられるものであり、例えば芯金１０の表面にウレタン樹脂を被覆することにより構成されている。図１に示すように、芯金１０は、円環状のリム部１２と、芯金１０の略中央に配置されるボス部１４と、リム部１２とボス部１４と連結するスポーク部１６とを有している。

【0016】

図２は、芯金１０のリム部１２を示している。図２に示すように、リム部１２は、第１の部材２１及び第２の部材２２を有している。第１の部材２１は、例えば中実構造の鋼材によって構成されており、正面視において半円環形状を有している。すなわち、第１の部材２１は、円弧状に延在している。

【0017】

第２の部材２２は、例えば中空構造を有する筒状の鋼材であり、正面視において半円環形状を有している。すなわち、第２の部材２２は、円弧状に延在している。リム部１２は、第１の部材２１の両端部と第２の部材２２の両端部とが互いに連結されることで略円環状に形成されている。

【0018】

図３は、第１の部材２１と第２の部材２２との連結部を拡大して示す断面図である。図２及び図３に示すように、第２の部材２２の両端部には、第２の部材２２の壁面が略扁平状に潰された圧潰部２３が形成されている。

【0019】

図４（ａ）は、図３のＡ－Ａ線に沿った第２の部材２２の断面図であり、図４（ｂ）は図３のＢ－Ｂ線に沿った第２の部材２２の断面図である。図４（ａ）に示すように、第２の部材２２の圧潰部２３以外の部分は、円筒形状を有し、その内部に空洞２２ｓが形成されている。一方、図４（ｂ）に示すように、圧潰部２３では、第２の部材２２の壁面が扁平状に押し潰されて、第２の部材２２の対向する壁面同士が略密着することで第２の部材２２の空洞２２ｓが閉塞されている。圧潰部２３は、例えば第２の部材２２の両端部を径方向からプレス加工することにより形成される。

【0020】

なお、一実施形態では、圧潰部には、他の部分よりも肉厚が厚い肉厚部が形成されていてもよい。図５は、圧潰部の別の一例を示す断面図である。図５に示す圧潰部２３Ａには、肉厚部２６が形成されている。この肉厚部２６は、圧潰部２３Ａの他の部分の肉厚Ｔ１よりも厚い肉厚Ｔ２を有している。図５では、圧潰部２３Ａの厚さ方向（潰れ方向）及び第２の部材２２の軸線方向に対して垂直な圧潰部２３Ａの幅方向の略中央位置に肉厚部２６が形成されている。

【0021】

図６は、圧潰部の更に別の一例を示す断面図である。図６に示す圧潰部２３Ｂには、肉厚部２７が形成されている。肉厚部２７は、圧潰部２３Ｂの他の部分の肉厚Ｔ１よりも厚い肉厚Ｔ３を有している。図６では、圧潰部２３Ａの幅方向の両端部に肉厚部２７が形成されている。上述した肉厚部２６，２７は、例えば凹部が形成された一対の金型を用いて、第２の部材２２の両端部をプレス加工することにより形成することができる。

【0022】

図３を再び参照する。図３に示すように、第２の部材２２の圧潰部２３と第１の部材２１の端面２１ｔとの間には、溶接部Ｗが隙間なく形成されている。第１の部材２１と第２の部材２とはこの溶接部Ｗを介して一体化されている。第１の部材２１と第２の部材２２とが溶接されて連結されることで、円環状のリム部１２が形成される。

【0023】

ボス部１４及びスポーク部１６は、例えばアルミニウム合金によって構成された鋳物である。例えば金型内にリム部１２を配置した状態で溶融金属を注入することにより、ボス部１４及びスポーク部１６が一体的にダイカスト成形される。この成形により、ボス部１４及びスポーク部１６が、リム部１２の第１の部材２１及び第２の部材２２に接続される。

【0024】

次に、一実施形態のステアリングホイール用の芯金１０の製造方法について説明する。この製造方法では、まず中実構造を有する第１の部材２１と中空構造を有する第２の部材２２とが準備される。次に、プレス装置を用いて第２の部材２２の両端部を扁平状に押し潰すことで、第２の部材２２の両端部に圧潰部２３を形成する。

【0025】

次に、第２の部材２２の両端部に形成された圧潰部２３を第１の部材２１の一対の端面２１ｔに当接させた状態で圧潰部２３を第１の部材２１の一対の端面２１ｔに溶接する。これにより、半円環状の第１の部材２１と半円環状の第２の部材２２とが連結され、円環状のリム部１２が形成される。

【0026】

次に、金型内にリム部１２を配置してから当該金型内に溶融金属を注入して、ボス部１４及びスポーク部１６を一体的に成型する。これにより、リム部１２、ボス部１４及びスポーク部１６を有する芯金１０が形成される。

【0027】

上述した芯金１０では、第２の部材２２の両端部に扁平状に潰された圧潰部２３が形成され、これらの圧潰部２３によって第２の部材２２の両端部が閉塞されている。したがって、ボス部１４及びスポーク部１６の鋳造時に第２の部材２２内の空洞２２ｓに溶融金属が入り込むことを防止することができる。したがって、ボス部１４及びスポーク部１６の造型時に充填不良が生じることを抑制することができる。

【0028】

なお、鋳造時に第２の部材２２内に溶融金属が入り込むことを防止するためには、図７に示すように、第２の部材２２内の両端部に空洞２２ｓを封止するサブリング２８を挿入し、サブリング２８と第１の部材２１の両端部とを溶接すると共に、サブリング２８と第２の部材２２の両端部とを溶接して芯金を形成することも考えられる。しかしながら、図７の芯金では、サブリング２８の分だけ部品点数が増加すると共に、溶接箇所が増加する。これに対し、上述の実施形態に係る芯金１０では、第１の部材２１と第２の部材２２とを直接溶接することができるので、ステアリングホイール１の部品点数及び溶接箇所を低減することが可能となり、その結果、製造コストを削減することができる。

【0029】

図５及び図６に示すように、圧潰部２３Ａ，２３Ｂに肉厚が厚い肉厚部２６，２７が形成されている場合には、圧潰部２３Ａ，２３Ｂの幅を肉厚部２６，２７の分だけ小さくすることができる。これにより、圧潰部２３Ａ，２３Ｂの幅が第１の部材２１の外径よりも大きくなるなどして芯金１０の外形に影響を与えることを抑制することができる。

【0030】

以上、種々の実施形態に係る芯金について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。

【0031】

例えば、圧潰部２３，２３Ａ，２３Ｂは、第２の部材２２の両端部を完全に封止している必要はなく、少なくとも第２の部材２２の両端部の部分的に閉塞していればよい。より詳細には、圧潰部２３，２３Ａ，２３Ｂ内の空洞２２ｓの断面積が、第２の部材２２の他の部分の空洞２２ｓの断面積よりも狭められていればよい。空洞２２ｓの断面積が狭められていれば、第２の部材２２内の空洞２２ｓ内に溶融金属が流れ込みにくくすることができる。すなわち、略扁平状に潰された状態とは、空洞２２ｓの断面積が狭められて、溶融金属が流れ込みにくくなった状態を表している。

【0032】

また、第１の部材２１及び第２の部材２２は、半円環状を有している必要はなく、円弧状に延在していれば任意の長さを有することができる。第１の部材２１は、必ずしも中実構造である必要はなく、例えば両端部が閉塞された中空構造を有していてもよい。

【符号の説明】

【0033】

１…ステアリングホイール、１０…芯金、１２…リム部、１４…ボス部、１６…スポーク部、２１…第１の部材、２２…第２の部材、２２ｓ…空洞、２３，２３Ａ，２３Ｂ…圧潰部、２６，２７…肉厚部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】